磁場通關(guān)確保(易)-教師版

1、 體系構(gòu)建磁場專題 磁場通關(guān) 時(shí)間：90分鐘分值：100分題號12345678910答案第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(每小題4分，共40分)1如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合的時(shí)候，導(dǎo)線ab受力的方向應(yīng)為()A向右B向左C向紙外 D向紙里2下面關(guān)于磁場的說法正確的是()A某點(diǎn)一小段通電直導(dǎo)線受到的磁場力方向與該點(diǎn)磁場的方向一致B某點(diǎn)小磁針北極的受力方向與該點(diǎn)磁場方向一致C某點(diǎn)小磁針的南極指向，即為該點(diǎn)的磁場方向D在通電螺線管外部小磁針北極受力方向與磁場方向一致，在內(nèi)部小磁針北極受力方向與磁場方向相反3有一段直導(dǎo)線長1cm，通以5A電流當(dāng)把導(dǎo)線置于磁場中某點(diǎn)時(shí)，受到的磁場力為0.1 N，則該點(diǎn)磁感應(yīng)

2、強(qiáng)度B的值可能為()A1 T B1.5 TC2 T D2.5 T4如圖所示，有一通電直導(dǎo)線O垂直紙面放置，導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里，在其上方放一弓形硬質(zhì)閉合線圈abcd，其圓弧的圓心恰好在通電直導(dǎo)線的O點(diǎn)上，當(dāng)閉合線圈中通以逆時(shí)針方向電流時(shí)，線圈將()A俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近通電直導(dǎo)線B俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且靠近通電直導(dǎo)線C俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線D俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線5(2011·海南卷)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圖中的正方形為其邊界一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點(diǎn)入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且

3、都包含不同速率的粒子不計(jì)重力下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大6目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如下圖表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷在磁極配置如圖所示的情況下，下述說法正確的是()AA板帶正電B有電流從b經(jīng)用電器流向aC金屬板A、B間的電場方向向下D等

4、離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力7(2011·浙江卷)利用如下圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，板上的兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L.一群質(zhì)量為m，電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場，對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是()A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大8如上圖所示，甲帶正電，乙是不帶電的絕緣塊，甲、乙疊放在

5、一起置于光滑的水平地面上，空間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場，在水平恒力F的作用下，甲、乙無相對滑動(dòng)地一起向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段()A甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大B甲、乙兩物塊間的摩擦力不變C甲、乙向左運(yùn)動(dòng)的加速度不斷減小D甲對乙的壓力不斷減小9我國第21次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光極光是由來自太陽的高能帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)高空稀薄大氣層時(shí)，被地球磁場俘獲，從而改變原有運(yùn)動(dòng)方向，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)，如上圖所示這些高能粒子在運(yùn)動(dòng)過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光地磁場的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達(dá)到地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生

6、命的誕生和維持提供了天然的屏障科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因素有關(guān)()A洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小B空氣阻力做負(fù)功，使其動(dòng)能減小C靠近南北兩極磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)D以上說法都不對10為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了上圖所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確

7、的是()A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子多少無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān)二、填空題(每小題5分，共20分)11如圖所示，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B9.1×104 T的勻強(qiáng)磁場，C、D為垂直于磁場方向的一平面內(nèi)的兩點(diǎn)，今有一電子在此磁場中運(yùn)動(dòng)，它經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度v的方向和磁場垂直，且與CD之間的夾角30°，電子在運(yùn)動(dòng)中后來又經(jīng)過D點(diǎn)，則電子從C點(diǎn)第一次到D點(diǎn)所用的時(shí)間是_(me9.1×1031kg，e1.6×1019C) 12三個(gè)粒子a、b、c(不計(jì)重力)以相

8、同的速度射入勻強(qiáng)磁場中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖其中b粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則a粒子帶_電，c粒子帶_電13質(zhì)量為m，電量為q帶正電荷的小物塊從半徑為R的光滑圓槽頂點(diǎn)由靜止下滑，整個(gè)裝置處于電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的區(qū)域內(nèi)如上圖所示，則小物塊滑到底端時(shí)對軌道的壓力為_14 速度選擇器如上圖所示，質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場線和磁感線方向以速度v射入已知兩板的間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)粒子恰能沿直線穿過電場和磁場區(qū)域(重力不計(jì))現(xiàn)將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到某值，則粒子將落到極板上，粒子落到極板上時(shí)的動(dòng)能為_三、計(jì)算題(共40分)15(10分)傾角為37°的光滑斜面上水平放

9、置一條長0.2m的直導(dǎo)線PQ，兩端以很軟的導(dǎo)線通入5A的電流，如上圖所示當(dāng)有一個(gè)豎直向上的B0.6 T的勻強(qiáng)磁場時(shí)，PQ恰好平衡，則導(dǎo)線PQ的重力為多少？(sin37°0.6)16(10分)回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流，D形盒的交流電壓為U2×104V，靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后，進(jìn)入D形盒，其最大軌道半徑R1m，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T，質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×1027kg，電量為1.6×1019C，問：(1)質(zhì)子最初進(jìn)入D形盒的動(dòng)能多大？(2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動(dòng)能多大？(3)交流電源的頻率是多少？17.在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第象限存在沿y軸負(fù)

10、方向的勻強(qiáng)電場，第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成60°角射入磁場，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，如上圖所示不計(jì)粒子重力，求(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN；(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.18(10分)(2010·四川卷)如圖所示，電源電動(dòng)勢E015 V，內(nèi)阻r01，電阻R130 ，R260.間距d0.2 m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁

11、場閉合開關(guān)S，板間電場視為勻強(qiáng)電場，將一帶正電的小球以初速度v0.1 m/s沿兩板間中線水平射入板間設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對小球的作用，取g10 m/s2.(1)當(dāng)Rx29 時(shí)，電阻R2消耗的電功率是多大？(2)若小球進(jìn)入板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為60°，則Rx是多少？ 磁場通關(guān)考試B參考答案1.D2.B3CD4A5.BD6BD7BC8B9BC10BD116.5×109s12負(fù)正13解析：小物塊由靜止滑到最低點(diǎn)由動(dòng)能定理得：mgRqERmv2，在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得：FNmgqvBm，聯(lián)立以上兩式得：FN3mg2qEqB.由

12、牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力FNFN.答案：3mg2qEqB14解析：此題是速度選擇器模型，粒子所受的電場力F與洛倫茲力f方向相反若粒子恰能沿直線穿過電場和磁場區(qū)域從三個(gè)不同的角度看，有三種等效條件：(1)從力的角度看，電場力與洛倫茲力平衡，即qEBqv；(2)從速度的角度看，v的大小等于E與B的比值，即v；(3)從功的角度看，電場力和洛倫茲力對粒子均不做功，即WFqEd0.若粒子在選擇器中的速度v時(shí)，粒子將因偏移而不能沿直線通過選擇器設(shè)粒子沿與電場平行的方向偏移d后，粒子速度為v，當(dāng)v時(shí)，粒子向下極板方向偏移，電場力F做負(fù)功，粒子動(dòng)能減少，電勢能增加根據(jù)動(dòng)能定理，有mv2qEdmv2.當(dāng)v

13、時(shí)，粒子向上極板方向偏移，電場力F做正功，粒子動(dòng)能增加，電勢能減小根據(jù)動(dòng)能定理，有mv2qEdmv2.顯然，此題增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B到B后，有v，將d代入式，得mv2qE·mv2，故mv2mv2qE·，將qEqBv代入上式，得Ekmv2mv2qBv.答案：mv2qBv15解析：對PQ畫出截面圖且受力分析如上圖所示：由平衡條件得F安mgtan37°，又F安BIL代入數(shù)據(jù)得GmgN0.8 N.答案：0.8 N16答案：(1)3.2×1015 J(2)1.92×1012 J(3)1.53×107Hz17解析：(1)設(shè)粒子過N點(diǎn)時(shí)的速度為v，有cos故v2v0粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程，有qUMNmv2mvUMN(2)粒子在磁場中以O(shè)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為ON，有qvBr(3)由幾何關(guān)系得ONrsin設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間